肥胖马匹Fetuin-A异常升高通过TLR4/NF-κB/MAPK轴加剧胰岛素抵抗及FBXW7调控机制研究

《Veterinary Research Communications》：Abnormal Fetuin-A levels in obese horses are associated with activated TLR4/NF-?B/MAPK axis and depleted FBXW7 E3 ubiquitin ligase

本研究针对马匹肥胖相关胰岛素抵抗机制不清的问题，通过分析Fetuin-A (FetA) 与TLR4/NF-κB/MAPK信号通路的关系，发现肥胖马血清、肝脏和脂肪组织中FetA显著升高，伴随FBXW7 E3泛素连接酶表达下降。外源性FBXW7处理可有效降低FetA水平并恢复胰岛素受体磷酸化，为代谢性疾病治疗提供了新靶点。

　　

随着现代饲养管理方式的改变，马匹肥胖已成为威胁动物健康的重要代谢性疾病。当马体脂占比超过体重20%（相当于Henneke 9分制体况评分≥7分）时，即可诊断为肥胖。这种病理状态不仅影响运动能力和繁殖性能，更是诱发蹄叶炎、关节炎和呼吸系统疾病的重要风险因素。更值得关注的是，肥胖是马代谢综合征（Equine Metabolic Syndrome, EMS）的核心诱因，其特征性胰岛素抵抗（Insulin Resistance, IR）现象会引发全身性代谢紊乱。然而，马肥胖导致胰岛素信号传导障碍的具体分子机制尚未完全阐明。

在人类医学研究中，α2-Heremans-Schmid糖蛋白（Alpha 2-Heremans-Schmid Glycoprotein, AHSG），即胎球蛋白-A（Fetuin-A, FetA），已被证实是连接肥胖与胰岛素抵抗的关键分子。这种主要由肝脏和脂肪组织合成的多功能糖蛋白，能够特异性抑制胰岛素受体酪氨酸激酶活性，进而阻碍胰岛素信号传导。此外，FetA还能作为适配蛋白，将游离脂肪酸（Free Fatty Acids, FFAs）与Toll样受体4（Toll-Like Receptor 4, TLR4）结合，激活核因子κB（Nuclear Factor Kappa-Light-Chain-Enhancer of Activated B Cells, NF-κB）及其下游的丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-Activated Protein Kinase, MAPK）通路，引发慢性炎症反应。值得注意的是，FetA的稳定性受到F-Box和WD重复域包含蛋白7（F-Box and WD Repeat Domain Containing 7, FBXW7）的精密调控，这种E3泛素连接酶可介导FetA的泛素化降解。但在肥胖状态下，FBXW7的表达往往受到抑制，导致FetA异常累积。那么，马匹肥胖是否也存在类似的分子调控机制？这成为研究人员亟待解决的科学问题。

为探究这一问题，波兰弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学的研究团队在《兽医研究通讯》（Veterinary Research Communications）发表了最新研究成果。研究人员分别采集了6匹健康马和6匹肥胖波兰冷血马的肝脏、皮下脂肪组织和血清样本，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）、蛋白质印迹（Western Blot）、实时定量PCR（qPCR）和免疫组织化学等技术，系统比较了FetA表达水平、TLR4/NF-κB/MAPK通路活性以及FBXW7表达情况的差异。

主要技术方法包括：采集波兰冷血马（n=12）的肝脏、皮下脂肪和血清样本，分为健康组（HE, n=6）和肥胖组（OB, n=6）；通过ELISA、Western Blot和qPCR检测FetA等靶点表达；采用免疫组化分析肝脏FBXW7和FetA定位；使用外源性FBXW7蛋白进行离体组织处理实验。

Fetuin-A水平在肥胖马肝脏、脂肪组织和血清中显著升高

通过ELISA检测发现，肥胖马血清、肝脏和脂肪组织中的FetA浓度均显著高于健康马（p<0.01）。特别值得注意的是，脂肪组织中的FetA含量最为丰富。Western Blot结果进一步证实，肥胖马肝脏和脂肪组织中FetA蛋白表达量显著上调（p<0.001）。同时，肥胖马血液中的胆固醇和甘油三酯水平也明显升高（p<0.05），表明脂代谢紊乱与FetA升高存在密切关联。

Fetuin-A过表达与NF-κB/MAPK效应因子表达增加及促炎细胞因子分泌增强相关

基因表达分析显示，肥胖马肝脏和脂肪组织中AHSG（编码FetA）、TLR4、MAPK8（JNK1）、MAPK9（JNK2）、MAPK14（p38）和NF-κB p65的mRNA表达均显著上调（p<0.001）。Western Blot检测发现NF-κB p65亚基磷酸化水平也明显增加（p<0.05），表明该通路被激活。与此一致，肥胖组织中白细胞介素1β（Interleukin-1 Beta, IL-1β）和肿瘤坏死因子α（Tumor Necrosis Factor Alpha, TNF-α）的mRNA和蛋白水平均显著升高（p<0.05），证实FetA-TLR4-NF-κB轴激活引发了炎症反应。

Fetuin-A升高伴随肥胖肝组织中FBXW7泛素连接酶耗竭

免疫组化分析揭示，健康马肝细胞显示微弱的FetA染色（强度1+）和强烈的FBXW7染色（强度4+），而肥胖马肝细胞则呈现强烈的FetA染色（强度4+）和中等强度的FBXW7染色（强度2+）。Western Blot和qPCR结果证实，肥胖马肝脏中FBXW7蛋白和mRNA表达均显著下调（p<0.01），表明泛素-蛋白酶体系统功能受损导致FetA降解减少。

FBXW7处理降低Fetuin-A水平并恢复胰岛素刺激下的胰岛素受体磷酸化

离体实验表明，用1μM外源性FBXW7处理肥胖马肝脏和脂肪组织24小时后，FetA蛋白水平显著降低（p<0.001），同时胰岛素受体（Insulin Receptor, INSR）在Tyr1361位点的磷酸化水平明显恢复。这表明FBXW7通过促进FetA降解，减轻了其对胰岛素受体酪氨酸激酶活性的抑制，从而改善胰岛素信号传导。

研究结论表明，马匹肥胖与FetA表达异常升高密切相关，这种升高与TLR4/NF-κB/MAPK信号通路激活和炎症反应增强同步发生。更重要的是，研究发现肥胖马肝脏中FBXW7表达下降是导致FetA累积的关键因素。外源性FBXW7处理能有效逆转FetA介导的胰岛素抵抗，这为开发针对马代谢综合征的新疗法提供了理论依据。该研究不仅首次系统揭示了马肥胖中FetA的分子调控机制，也为人类代谢性疾病的研究提供了有价值的比较医学模型。值得注意的是，研究团队也指出了本研究的局限性，如样本量相对较小、未包含EMS等其他代谢疾病模型等，这些都为未来研究指明了方向。总体而言，这项研究为理解马匹肥胖相关代谢紊乱的分子基础做出了重要贡献，FBXW7-FetA轴有望成为未来代谢性疾病治疗的新靶点。